乙酰檸檬酸三丁酯的生產(chǎn)設計說明書(編輯修改稿)
2024-08-30 09:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 過程吸熱：50208=（5） 換熱面積計算： 式中： b——搪玻璃壁厚，m； K——搪玻璃的傳熱系數(shù)。, m2 =（6） 蒸汽計算： Q=Q1+4Q2=+4= 18=㎏最大蒸汽流量由計算：18= 脫醇塔的頂端冷凝器（1） 上升蒸氣量 ，正丁醇的量為242 冷凍水從0℃升到15℃，物料從45℃降到15℃，平均溫度為30℃。 （2） 估算換熱面積： 在冷凝過程中，有5%的熱量損失，所以Q=192653. ℃ = = （3） 冷凍水的最大流量 10= 乙酰化釜（1） 物料量，進入乙酰化釜的檸檬酸三丁酯（TBC）其余的物料均按乙酸計算為：= （2） 升溫假設反應物料從室溫（20℃）在1小時之內(nèi)升到85℃，然后在85℃下反應2小時，在反應過程中有50%的乙酸被汽化。 （3） 第一階段 ：升溫吸熱 溫度由20℃升至85℃，℃， kJ/h 在加熱的過程中，有5%的熱量損失，所以Q1= （4） 反應吸熱 kJ/h 在反應過程中有5%的熱量損失，所以 按每小時計算熱量， （5） 乙?；獋鳠崦娣e的計算 Q取最大值Q1= ℃ = 取=== （6） 加熱所需蒸汽量 18== 通過計算蒸汽的最大流量，即 18= 乙酰化釜冷凝器 （1） 物料量 有50%的醋酸汽化，= 每小時汽化量，即： （2） 傳熱面積估算 冷卻水從25℃升溫到35℃,反應物料從85℃降到35℃，平均溫度60℃。 ℃ 在冷凝的過程中有5%的熱量損失，所以 = 取= （3） 冷卻水的最大流量 脫酸塔釜（1） 物料量，乙酸酐的量為： =假設升溫過程用1小時，操作過程用了4個小時，,則在上升的氣體中：乙酸酐為： 乙酸為： 脫乙酸過程為減壓操作，絕壓2666，此條件下乙酸酐的沸點為47℃,乙酸的沸點為29℃,取乙酸酐和乙酸沸點的平均值38℃其平均值作為計算的依據(jù)。 （2） 升溫假設反應物料從室溫（20℃）在1小時之內(nèi)升溫到36℃，然后再36℃下，去除全部的乙酸酐和乙酸。 （3） 升溫過程吸收的熱量 由式，得 在升溫的過程中有5%的熱量損失，所以= （4） 氣化過程吸熱 由式，得 在汽化過程中有5%的熱量損失，所以= （5） 估算換熱面積 ， 則℃ m2 取 （6） 蒸汽量計算 蒸汽量的最大值由計算，則 脫酸塔的塔頂冷凝器 (1) 在脫酸過程中上升的氣體中， 冷凍水由0℃升到12℃；物料由36℃降至12℃，平均溫度24℃。 (2) 換熱面積的估算 =冷凝過程中有5%的熱量損失，所以Q=℃ 取m2 (3) 冷凍水最大流量 熱量衡算結(jié)果匯總熱量衡算結(jié)果匯總見表11 表11 熱量衡算結(jié)果匯總表換熱過程換熱面積（）蒸汽最大流量（）冷卻水最大流量（）酯化釜酯化釜第一冷凝器酯化釜第二冷凝器脫醇塔脫醇塔頂冷凝器乙酰化釜乙?；淠髅撍崴撍崴斃淠? 設備選型 正丁醇原料貯槽每次需要加入質(zhì)量分數(shù)為98%，則物料的平均密度可通過下式求得： （41）式中：——質(zhì)量分數(shù)； ——密度， = 以貯存正丁醇5天的量為基準。，原料貯槽的容積為m3通過查《化工容器及設備簡明手冊》[11]，選擇公稱容積為5的立體平體平蓋正丁醇貯槽一個。 酯化釜由上述的物料衡算可知，,為了計算方便，將固體和液體的混合物的密度設為1000，則酯化釜內(nèi)物料的總體積為：m3通過查《化工容器及設備簡明手冊》[11]可知，～，那么需要酯化反應釜的容積m3查《化工容器及設備簡明手冊》[11]，選擇容積為2000型反應罐。，符合工藝設計的要求。 酯化反應釜的第一冷凝器 。 通過查《換熱器》[12]，選擇換熱器的型號是列管式固定管板換熱器，換熱面積為8 酯化反應釜的第二冷凝器 通過能量衡算可知。 通過查《換熱器》[12]得，選擇換熱器的類型是列管式固定管板換熱器。換熱面積是2的 酯化回流罐酯化液的最大流量：， 由（41）得，平均密度= 按貯存1小時的量計，所需回流罐容積為 (1/)=5m3 通過查《化工容器及設備簡明手冊》[11]得，選擇回流罐的類型是錐形底平蓋容器系列。 正丁醇輸送泵，轉(zhuǎn)換成體積為,將以上正丁醇的量轉(zhuǎn)入正丁醇儲罐，需要15分鐘，則流量為 將泵安裝在廠房的底層，酯化計量罐的進料口在平面的上方，在輸入的過程中，考慮到能量的損失，通過查《化工原理》[12]，選型單級單吸離心泵。 泵是動設備，應該選擇兩臺，一臺工作，一臺備用。 廢水貯罐 ，酯化反應后的物料送入脫醇塔，通過脫醇塔進行脫醇后，% kg， kg， kg由（41）得，平均密度= 廢水貯罐的選擇以貯存7天的廢水量為基準，則廢水貯罐的體積為= 通過查《化工容器及設備簡明手冊》[11]，選擇立式平底平蓋容器系列廢水貯罐， m3。 脫醇塔 ，進入脫醇塔物料如下：檸檬酸：； 正丁醇：； 水：； 氨基磺酸：㎏TBC：； 雜質(zhì)：； 合計：密度取近似值1000，脫醇塔釜的體積為： =因為轉(zhuǎn)入脫醇塔物料的腐蝕性很強，所以應該選擇搪玻璃材質(zhì)的塔釜。通過查《化工容器及設備簡明手冊》[11]，選擇容積為2000L的蒸餾罐。，該型號的蒸餾罐滿足工藝設計的要求。 確定理論板數(shù) TBC的沸點如下： 170176。C（,1mm Hg） 225176。C（，5mm Hg） 233176。C（，22mm Hg）純液體的飽和蒸氣壓可以根據(jù)安托因方程式《化學工程手冊》[13]計算 （42）式中：P——在溫度T下的蒸汽壓，mm； T——溫度，K。把以上三組TBC的沸點與對應的飽和蒸汽壓的數(shù)據(jù)代入（42）方程式中，得根據(jù)以上三個方程式，得A=, B=, C=。當P=2666Pa(20mmHg)時， 解得，T=, 即t=℃ 通過查《化學化工物性數(shù)據(jù)手冊》[14],當壓力為2666Pa(20mmHg)時，正丁醇的沸點為t=℃把該溫度代入（42）的安托因方程式，即可得出ATBC的飽和蒸汽壓為 解得通過查《化學工程手冊》[13],正丁醇的安托因常數(shù)為A=, B=, C=當T=，代入安托因方程式，解得正丁醇的飽和蒸氣壓為 解得2666Pa下正丁醇和TBC在塔頂和塔釜的飽和蒸汽壓及相對揮發(fā)度列于表12表12 塔頂、塔釜正丁醇和TBC的飽和蒸汽壓及相對揮發(fā)度溫度（K）P正丁醇(mmHg)( mmHg)相對揮發(fā)度201462920 用幾何平均值計算相對揮發(fā)度
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